Ди́хальна систе́ма — відкрита система організму, яка забезпечує газообмін, формування гомеостазу в трахеобронхіальних шляхах, очищення повітря, яке вдихається, від чужорідних часток і мікроорганізмів, а також розпізнавання пахучих речовин в атмосферному середовищі.
Для підтримання дихальної системи в нормальному стані, має значення правильна організація побуту, загартовування, дотримання режиму праці та відпочинку, харчування. Сприятливо впливають на роботу дихальної системи фізична праця, заняття фізкультурою і спортом. Потрібно вчитися правильно дихати. Для цього треба застосовувати комплекси фізичних вправ, які розвивають дихання.
У наземних тварин система є внутрішньою і представлена оболонкою легенів. Газообмін у легенях відбувається в мільйонах маленьких повітряних мішечків. У ссавців і рептилій їх називають альвеолами, а у птахів – атріями. Ці мікроскопічні повітряні мішечки мають багате кровопостачання, що забезпечує тісний контакт повітря з кров’ю. Система дихальних шляхів, або порожнистих трубок, забезпечує взаємодію повітряних мішечків із зовнішнім середовищем; найбільшою з них є трахея, яка в середині грудної клітки розгалужується на дві головні бронхи, які входять у легені та розгалужуються на все вужчі вторинні та третинні бронхи, які, у свою чергу, розгалужуються на численні дрібніші трубки, відомі як бронхіоли у ссавців і рептилій. У птахів бронхіоли називаються парабронхами. Бронхіоли, або парабронхи, зазвичай відкриваються в мікроскопічні альвеоли (у ссавців) та передсердя (у птахів). Повітря має бути закачане з навколишнього середовища в альвеоли або передсердя за допомогою процесу дихання, в якому беруть участь дихальні м'язи.
У більшості риб та низки інших водних тварин (як хребетних, так і безхребетних дихальна система складається із зябер, які є частково або повністю зовнішніми органами,зануреними у водне середовище. Вода протікає через зябра за допомогою різних активних або пасивних механізмів. Газообмін відбувається у зябрах, які складаються з тонких або дуже плоских ниток та ламелей, що забезпечують контакт з водою дуже великої площі поверхні добре васкуляризованої тканини.
Інші тварини, такі як комахи, мають дихальні системи з дуже простими анатомічними особливостями, а у земноводних навіть шкіра відіграє життєво важливу роль у газообміні. Рослини також мають дихальні системи, але напрямок газообміну в них може бути протилежним до того, що спостерігається у тварин. Дихальна система рослин включає анатомічні особливості, такі як продихи, які знаходяться в різних частинах рослини.
Еволюція дихальної системи Еволюція дихальної системи — це історичний розвиток органів газообміну у тварин, що полягає у поступовому переході від дифузії через поверхню тіла до формування спеціалізованих органів (зябер, трахей, легень). Основним вектором еволюції є збільшення площі дихальної поверхні та інтенсифікація обміну газів між організмом і середовищем.
Основні етапи, що вплинули на еволюції дихальної системи:
зміна анаеробічного життя на аеробіотичне, тобто еволюція аеробної біохімії;
акреція дифузійно-залежних одноклітинних організмів у багатоклітинні.Ці зміни вимагали ефективної системи доставки кисню до віддалених клітин тканин;
формування замкненої кровоносної системи з відкритої (це покращило повернення крові до серця та доставку кисню по всьому тілу);
еволюція пігментів-носіїв на основі металів, які покращили поглинання та перенесення кисню кров’ю/гемолімфою;
формування інвагінованих органів дихання («легень»), перехід, необхідний для збереження води на висихаючому суходолі;
фізичне переміщення з води на сушу(підкреслило використання легень як органів дихання, одночасно зменшивши значення зябер);
розвиток подвійного кола кровообігу(це забезпечило ефективну доставку кисню до тканин);
перехід від гетеротермії до гомойотермії, високого рівня метаболічного стану, що вимагав еволюції ефективних органів дихання.
Васкуляризація поверхні дихання Об'єм крові у легеневих кровоносних капілярах та її контакт із зовнішнім дихальним середовищем є фундаментальними для дихальної функції. Збільшена васкуляризація та випинання кровоносних судин над епітеліальною поверхнею збільшують як об'єм капілярної крові, так і площу дихальної поверхні. У легенях дводишних риб (Dipnoi), амфібій та багатьох видів рептилій, кровоносні капіляри розташовані на протилежних сторонах внутрішньолегеневих перегородок. Кровоносні капіляри контактують з повітрям лише з одного боку, утворюючи подвійну капілярну структуру.
У легенях ссавців кровоносні капіляри контактують з повітрям з двох боків, утворюючи єдине капілярне утворення. Повітряні та кровоносні капіляри в обмінній тканині легень птахів рясно переплітаються у трьох вимірах, утворюючи дифузне утворення.https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC1570919/
Будова дихальної системи
Поділяється на повітроносні шляхи та респіраторний відділ. Респіраторний відділ складається з альвеолярних ходів і альвеол, які утворюють ацинуси. У них відбувається газообмін. Повітроносні шляхи охоплюють порожнину носа, глотку, гортань, трахею, бронхи різних калібрів, у тому числі бронхіоли. Тут повітря зігрівається (охолоджується), очищається від різноманітних частинок і зволожується. Також цей відділ забезпечує голосоутворення, нюх, імунний захист, депонування крові, регулює згортання крові, водно-сольовий баланс і виконує ендокринну функцію.
Стінка повітроносних шляхів складається з чотирьох оболонок: слизова — вкриває внутрішню поверхню повітроносних шляхів, вкрита епітелієм, під яким лежить власна пластинка слизової оболонки. Клітинний склад епітеліальної пластинки та кількість гладеньких міоцитів залежить від відділу повітроносних шляхів. підслизова — представлена пухкою волокнистою сполучною тканиною з великою кількістю кровоносних судин фіброзно-хрящова — утворена хрящовою тканиною та може бути представлена гіаліновим чи еластичним хрящем, що утворює жорсткий і міцний каркас, який дає змогу підтримувати відкритим просвіт повітроносних шляхів для виконання їх основного завдання — просування повітря адвентиційна оболонка — побудована із пухкої волокнистої сполучної тканини
Система органів дихання людини
Систему органів дихання людини становлять легені та повітроносні шляхи (носова порожнина, носоглотка, гортань, трахея, бронхи). Легені розміщені в грудній порожнині, в них відбувається процес обміну кисню і вуглекислого газу між кров'ю й атмосферним повітрям.
Повітроносні шляхи починаються носовою порожниною, розділеною кістково-хрящовою перегородкою на ліву і праву частини. Стінки носової порожнини вистелені слизовою оболонкою, яка вкрита війками, пронизана кровоносними судинами, сальними і потовими залозами. З носової порожнини повітря послідовно потрапляє в носоглотку і гортань. Вхід до гортані при ковтанні їжі закривається хрящовим надгортанником. У гортані розміщені складки — голосові зв'язки, щілина між якими називається голосовою. Нижній відділ гортані переходить у трахею, передня стінка якої утворена хрящовими півкільцями, а задня складається з гладеньких м'язів і прилягає до стравоходу. Трахея розгалужується на два бронхи, що входять у ліву і праву легені. Бронхи розгалужуються на дві повітроносні трубочки, діаметр яких поступово зменшується, і закінчується гронами легеневих пухирців.
За обсягом виконуваної роботи легені посідають друге місце після серця.
Процес дихання
Під час окисних процесів утворюються продукти розпаду — вуглекислий газ, який повинен бути виведений із організму. Таким чином, одночасно із надходженням кисню має відбуватись і видалення вуглекислого газу. Цю роботу виконують органи дихання. Крім газообміну, дихання є важливим фактором теплорегуляції. Зігріваючи вдихуване повітря, легені втрачають теплову енергію. Значна кількість енергії витрачається при випаровуванні води з величезної поверхні. Ще легені виконують завдання виділення, тож крізь них виводяться з організму вуглекислий газ, аміак і деякі інші леткі речовини. При відхаркуванні та кашлі зі слизом видаляються деякі продукти обміну речовин, а також частинки пилу, мікроорганізми (які потрапляють в дихальні шляхи) і солі мінеральних речовин.
Процес дихання у класів саркодові, джгутикові, інфузорії, плоскі черви, кільчасті черви іде крізь поверхню тіла. У круглих червів процесу дихання майже немає, вони живуть ледве не без кисню. Ставковик звичайний дихає крізь дихальний отвір — легеня, а беззубка звичайна (жабурниця, клас двостулкові) вдихає повітря крізь ввідний сифон, потім кисень проходить через зябра і виходить крізь вивідний сифон. У павука у черевці легеневі мішки та трахеї, у хруща трахеї відкриваються дихальцями на черевці. Птахи дихають інакше, у них від легень відходять тонкостінні повітряні мішки, які виконують роль резервуарів повітря. Таким чином у птахів подвійне дихання (газообмін відбувається при вдиху і видиху).
Цікаво, що хоча сучасним вченим давно відома здатність деяких організмів існувати за мінімальної кількості кисню в середовищі, однак дослідження Тель-Авівського університету 2020 року засвідчили, що істота-паразит Henneguya salminicola, обходиться без кисню взагалі. Усередині свого носія (лосося) Henneguya salminicola, може вижити за безповітряних умов.
Нормальне дихання Нормальне дихання— це переважно мимовільний процес, який скеровується дихальним центром стовбура головного мозку. Його частота та глибина можуть змінюватися свідомо, але внутрішню потребу в ньому регулюють центри стовбура мозку.
Захворювання дихальної системи Захворювання дихальної системи — це група патологічних процесів, що уражають дихальні шляхи (ніс, гортань, трахею, бронхи) та легені. Ці хвороби порушують основну функцію організму — газообмін і є однією з найпоширеніших причин звернення до лікарів.
Класифікація захворювань
За локалізацією та характером перебігу виділяють такі основні групи:
1. Інфекційні та запальні захворювання:
Риніт — запалення слизової оболонки носа (нежить). Гайморит — запалення навколоносових пазух. Ларингіт — запалення гортані, що часто супроводжується втратою голосу. Трахеїт — запалення слизової оболонки трахеї. Бронхіт — ураження бронхів, що характеризується кашлем і виділенням мокротиння. Може бути гострим або хронічним. Пневмонія (запалення легень) — гостре інфекційне ураження легеневої тканини (альвеол). Плеврит — запалення оболонок, що оточують легені (плеври).
2. Хронічні обструктивні хвороби
Бронхіальна астма — це хронічне алергічне запалення дихальних шляхів, що проявляється нападами задишки та ядухи. ХОЗЛ (Хронічне обструктивне захворювання легень) — прогресуюче обмеження повітряного потоку, часто спричинене курінням.https://dspace.zsmu.edu.ua/bitstream/123456789/23143/1/Хвороби%20дихальної%20системи%202024.pdf 3. Специфічні стани Туберкульоз — інфекційне захворювання, що викликається паличкою Коха (Mycobacterium tuberculosis). Рак легені — злоякісне новоутворення, що розвивається з епітелію дихальних шляхів. Емфізема легень — патологічне розширення альвеол, що призводить до зниження еластичності легень.
Етіологія Біологічні чинники: вірусиhttps://www.bsmu.edu.ua/blog/5128-zakhvoriuvannia-dykhalnoi-systemy/#:~:text=Найбільш%20частою%20причиною%20розвитку%20захворювань,%2C%20бронхіт%2C%20пневмонію%20тощо). (грип, SARS-CoV-2), бактерії (пневмококи, стафілококи), грибки. Фізико-хімічні чинники: куріння, забруднення повітря пилом, хімічними випарами, смогом. Алергени: пилок рослин, шерсть тварин, побутова хімія. Генетична схильність — муковісцидоз).
Основна симптоматика Для більшості патологій характерні: Кашель (сухий або з мокротинням); Задишка (диспное) — відчуття нестачі повітря; Біль у грудній клітці при диханні; Кровохаркання (у важких випадках); Загальна слабкість та підвищення температури тіла. Профілактика Основними заходами запобігання хвороб є відмова від тютюнопаління, щорічна діагностична флюорографія, загартовування та підтримання чистоти повітря у приміщеннях.